系统概况
本系统由艾波特公司专为学校设计的一套直饮水处理系统,采用国际上先进的二级反渗透膜处理技术,水质安全可靠,在考虑了操作简便的同时实现了反渗透系统的自动化控制;同时供水采用恒压系统控制,节约了大量的电能,大大降低运行费用
系统特点
·复杂的二级反渗透处理工艺,达到国际领先水平,确保水质的纯净与安全;
·采用先进的美国海德能低压高脱盐率的4040反渗透膜,能去除对人体有害的离子、有机物、大肠杆菌、病毒等,从而使直饮水更加健康;
·采用先进的卷式膜,具有结构稳定,过滤面积大,截流范围大,产品集成度高、使用寿命长等优点;
·独特设计的浓水回流系统,提高了水的利用率,不用再向系统中添加任何药剂,节能环保;
·系统采用PLC控制,避免了人为操作误差所造成的系统不能正常运行的情况,保证了系统长期更加稳定的运行;
·供水采用变频控制方式,根据实际用水量调节供水泵出力,能节约大量的电能,降低运行费用;同时供水采用循环流动方式,确保达到了饮用水的卫生指标;
·本系统采用臭氧、紫外线双重消毒措施,紫外线杀菌器设旁通阀,用户可以根据实际情况调整,该设计确保了直饮水卫生、安全。
工艺说明
原水先进入原水箱中,由原水泵增压,进入砂滤器,去除悬浮物和胶体,出水通过炭滤器,将自来水中的余氯、有机物、异味吸附,出水再次通过树脂软化器,吸入盐水,使树脂再生,将自来水中的钙、镁离子去除,使水成为极软水,符合R/O主机进水口要求,出水再通过精密过滤器,除去水中大于5μm的悬浮物、颗粒物、胶体杂质以及自来水中二次污染产生的铁锈等杂质,使水出水达到超滤膜的进水标准,经精密过滤器过滤后的水通过高压泵增压进入反渗透处理系统进行净化处理,除去水中的离子、胶体、有机物、细菌病毒、重金属以及其他的杂质,出书可达到饮用纯净水标准,属于小分子团富氧饮用水。然后出水通过臭氧消毒后,进入产品水箱储存,最后自动恒压供水泵将产水输送至各层教室、房间的管线饮水机。在输送过程中再次经过管道过流式的紫外线杀菌;同时在纯水箱内设置水侵式紫外线消毒器对产水进行再一次消毒和杀菌,确保水质达到卫生标准。
设计的工艺流程简述如下:
1.预处理系统:原水箱、原水泵、砂滤器、炭滤器、树脂软化器、5um精密过滤器;
2.反渗透处理系统:二级反渗透主机;
3.后处理系统:臭氧消毒器、紫外线杀菌器、产水水箱、恒压系统、供水泵、过流式紫外线杀菌器。
工艺流程
按客户要求确定系统制水量为250L/H。工艺流程简图如下:
工艺设备说明
一、预处理系统
预处理系统包括原水箱、增压泵、砂滤器、炭滤器、树脂软化器和精密过滤器。通过预处理可以达到反渗透膜(RO)进水指标。
预处理主要目的:
(1)除去有机物、色度、异味、悬浮固体;
(2)减少污堵和膜氧化,提高反渗透系统效率,延长膜的使用寿命;
(3)降低SDI值,尽量的降低反渗透膜的负荷,提高出水的水质;
1.原水箱
原水箱主要功能是为了保证预处理进水的稳定性并且保护增压水泵,以防止气蚀发生,在水源短时间波动的情况下也能保证系统连续运行。设有进水口、出水口、液位开关。液位开关的作用是在自动时提供信号供PLC采集,实现与原水泵连锁。
2.增压泵
原水泵主要是为预处理后续系统提供充足的动力,使预处理系统各设备能顺利地进行。本装置采用南方泵业的不锈钢离心泵1台。
3.砂滤器
本装置主体直径φ350mm,总高1450mm。滤料分多层进行装填,从而更有效地去除各类粒径的悬浮物及其它粒子。数量为1台。本装置反洗为自动控制,周期一般为24小时。
4.炭滤器
其工作原理:活性炭制造工艺包括两个部分—— 一是脱水,二是活化。由此形成了特有的多孔隙结构,而产生巨大的表面积,具有强大的物理吸附能力。此外,在活化工程中,活性炭表面的活性部分形成了一些含氧官能团,这些基团使活性炭具有化学吸附和催化氧化还原能力。活性炭过滤器利用自身的吸附和脱色能力,去除液体中的杂质,使液体得到净化。
吸附和脱色功能:
(1)能吸附水中的有机物、色度、异味等;
(2)可吸附氯、氨、溴、碘等非金属物质;
(3)可吸附金属离子;
(4)可有效去除色度和气味。
5.树脂软化器
其工作原理:树脂软化制造工艺包括五个部分;工作(有时叫做产水,下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接 近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的。。。。。。
反洗:工作一段时间后的设备,会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。
吸盐(再生):即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即 可)。在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过 程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响。
慢冲洗(置换):在用盐水流过树脂以后,用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁 离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右。
快冲洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟。
软化和再生交换功能:
(1)能去除水中的氧化物钙、氧化物镁等;
(2)可吸入盐水使树脂再生离子交换;
(3)可使咸水淡化、除盐等;
6.精密过滤器
精密过滤器又称保安过滤器,前面经过砂滤器、炭滤器后,在这里,再进行一次过滤,以去除水中5μm以上的悬浮颗粒;同时一些前置滤料和一部分细菌也被截留在反渗透系统之外。这样既能保护反渗透膜,使之不被堵塞,又能降低微生物在里面的繁殖速度,增加水通量。
主要作用:
(1)防止上道工序有泄漏,将部分微粒带入反渗透系统;
(2)确保水质以满足反渗透处理单元的进水水质要求。
二、反渗透系统
1.一级高压泵
其作用主要是为一级反渗透装置提供足够的压力。采用杭州南方的食品卫生级304不锈钢立式多级离心高压泵。
2.反渗透主机
(1)反渗透膜
反渗透膜采用美国4040反渗透膜,共采用4支,产水量:1.0m3/h。膜壳型号为4040,不锈钢材质,共4支。膜元件安装在不锈钢压力容器内。该反渗透膜具有通量大、运行压力低、脱盐率高、抗污染能力强、水质适用范围广等特点。
R/O系统自身所具有的功能:
1)自动定时冲洗功能;
2)缺水低压保护功能;
3)操作压力设定功能;
4)储存R/O满水位停机节能;
5)机组电机保护装置;
6)水质监视系统;
7)其他。
(2)辅助配置
反渗透系统设置直接显示装置运行情况的重要参数的仪表。立式多级高压泵是反渗透系统的动力,是系统稳定运行的关键。系统具有软启动功能,当接上电源时,高压泵缓慢启动,逐渐增加进水压力及流速,防止过高的水压把反渗透膜损坏。另外,系统设置高、低压保护开关,保证反渗透系统自动或手动安全可靠运行。当高压泵进口压力低于限定值或高压泵出口压力高于限定值时,则压力开关将信号送到PLC程控系统并报警,自动停止高压泵的运转,从而确保高压泵的安全运行。泵出口有止回阀、电磁阀、截止阀等,能有效实现自动控制。产水水箱设有液位计,能根据水位进行高压泵的启闭等操作,从而节省了人工操作成本。反渗透产水设置不合格水排放阀门,反渗透装置停机后新投入运行时产生的不合格产水通过此阀门排放,不进入下道工序。
(3)反渗透控制系统
反渗透的自动控制采用PLC控制,其功能包括:增压泵与原水箱液位连锁、高压泵、冲洗电磁阀的顺序启动和停止、缺水低压保护、操作压力设定控制、水箱满水位停机、机组马达附保护装置、水质监视系统等。
三、后处理系统
1.臭氧消毒器
现在在水处理中常用的消毒技术有三种——即紫外线、氯气及相关的化合物,氯气由于其产物四氯甲烷具有致癌的作用,长期以来,其使用一直受到限制,紫外线是最经济的消毒方式,消毒的效果也比较好,无毒副作用,臭氧具有上述两种杀毒剂共同具有的优点,它不但能提供持续的杀毒效果,而且还无毒副作用,是理想的杀毒剂。
本系统采用的为空气型臭氧发生器。
2.无菌水箱
无菌水箱容积3.0m3,主要功能是储存产水,平衡或缓冲产水用量。设有进水口、出水口、液位开关。液位开关的作用是在自动时提供信号供PLC采集,实现自动开、停供水泵。
3.供水泵
供水泵主要是为产品水提供充足的动力,送至用户用水点。选用南方卧式多级离心泵,管网恒压控制供水,能节约运行成本,自动恒压系统采用进口元器件。
4.过流式紫外线杀菌器
过流式紫外杀菌器主要杀死由产水箱及管网里面可能滋生的细菌,波长为90mm的紫外线对水中的微生物进行灭活,确保出水中的微生物指标要求。
5.水侵式紫外线杀菌器
现在在水处理中常用的消毒技术有三种——即紫外线、液氯及相关的化合物,液氯由于其产物四氯甲烷具有致癌的作用,长期以来,其使用一直受到限制。紫外线是最经济的消毒方式,消毒的效果也比较好,无毒副作用。在纯水箱内设有一只水侵式玻璃紫外杀菌器,波长为254nm的紫外线对水中的微生物进行灭活,确保出水中的微生物指标要求。
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